Reconstruction method based on the memory module for visual anomaly detection attempts to narrow the reconstruction error for normal samples while enlarging it for anomalous samples. Unfortunately, the existing memory module is not fully applicable to the anomaly detection task, and the reconstruction error of the anomaly samples remains small. Towards this end, this work proposes a new unsupervised visual anomaly detection method to jointly learn effective normal features and eliminate unfavorable reconstruction errors. Specifically, a novel Partition Memory Bank (PMB) module is proposed to effectively learn and store detailed features with semantic integrity of normal samples. It develops a new partition mechanism and a unique query generation method to preserve the context information and then improves the learning ability of the memory module. The proposed PMB and the skip connection are alternatively explored to make the reconstruction of abnormal samples worse. To obtain more precise anomaly localization results and solve the problem of cumulative reconstruction error, a novel Histogram Error Estimation module is proposed to adaptively eliminate the unfavorable errors by the histogram of the difference image. It improves the anomaly localization performance without increasing the cost. To evaluate the effectiveness of the proposed method for anomaly detection and localization, extensive experiments are conducted on three widely-used anomaly detection datasets. The encouraging performance of the proposed method compared to the recent approaches based on the memory module demonstrates its superiority.


翻译:以视觉异常探测的记忆模块为基础,试图缩小正常样品重建错误的重建方法,同时扩大普通样品的异常样品。遗憾的是,现有的记忆模块并不完全适用于异常检测任务,异常样品的重建错误仍然很小。为此,这项工作提议采用一个新的不受监督的视觉异常检测方法,以共同学习有效的正常特征,消除不受欢迎的重建错误。具体地说,提议了一个新的分区记忆库模块,以有效地学习和储存与正常样品的语义完整性相关的详细特征。它开发了一个新的分区机制和独特的生成查询方法,以保存背景信息,然后提高记忆模块的学习能力。提议的PMB和跳点连接被探索了使异常样品的重建更加糟糕。为了获得更精确的异常地方化结果并解决累积重建错误的问题,提出了一个新的赫斯图错误感动模块,以适应性地消除因变异图像直方图而出现的不易处理错误。它改进了异常本地化的功能,而不增加成本。评估了拟议的异常现象探测和局部化方法的最新效果。比较了以异常现象探测和局部化方法为基础的模型。

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在数据挖掘中,异常检测(英语:anomaly detection)对不符合预期模式或数据集中其他项目的项目、事件或观测值的识别。通常异常项目会转变成银行欺诈、结构缺陷、医疗问题、文本错误等类型的问题。异常也被称为离群值、新奇、噪声、偏差和例外。 特别是在检测滥用与网络入侵时,有趣性对象往往不是罕见对象,但却是超出预料的突发活动。这种模式不遵循通常统计定义中把异常点看作是罕见对象,于是许多异常检测方法(特别是无监督的方法)将对此类数据失效,除非进行了合适的聚集。相反,聚类分析算法可能可以检测出这些模式形成的微聚类。 有三大类异常检测方法。[1] 在假设数据集中大多数实例都是正常的前提下,无监督异常检测方法能通过寻找与其他数据最不匹配的实例来检测出未标记测试数据的异常。监督式异常检测方法需要一个已经被标记“正常”与“异常”的数据集,并涉及到训练分类器(与许多其他的统计分类问题的关键区别是异常检测的内在不均衡性)。半监督式异常检测方法根据一个给定的正常训练数据集创建一个表示正常行为的模型,然后检测由学习模型生成的测试实例的可能性。
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